Ý tưởng táo bạo của Toyota về một chiếc xe không nhiên liệu khó thành hiện thực?

Đó là động lực táo bạo đằng sau một dự án của Toyota, Sharp và Tổ chức phát triển công nghệ và năng lượng mới của Nhật Bản (NEDO) để thử nghiệm một chiếc Prius mà có thể cách mạng hóa ngành giao thông.

Koji Makino, giám đốc dự án tại Toyota, cho biết "Dù không thể chạy đường dài nhưng lợi thế của ô tô chạy bằng năng lượng mặt trời là nó thực sự không phụ thuộc vào các thiết bị sạc".

Mặc dù ô tô hoạt động hoàn toàn bằng điện đang có doanh số cao hơn so với những phương tiện chạy bằng xăng dầu, thì chúng vẫn cần phải cắm điện, nghĩa là cần phải xây dựng một mạng lưới trạm sạc trên toàn cầu. Trong khi đó, ánh nắng mặt trời thì miễn phí ở mọi nơi và khi năng lượng đó được kết hợp với một lượng pin đủ cho ô tô chạy vào ban đêm, thì ô tô chạy bằng năng lượng mặt trời có thể vượt qua tất cả các công nghệ năng lượng mới đang được phát triển - từ những dòng xe hybrid đến các phương tiện hoạt động bằng pin nhiên liệu hydro - ngay lập tức.

Tuy nhiên, dự báo này chưa thể sớm thành hiện thực vì vẫn còn một số công việc cần làm để đạt được mức hiệu quả đó.

"Đây không phải là một công nghệ mà chúng ta sẽ thấy được sử dụng rộng rãi trong những thập kỷ tới. Nó sẽ mất nhiều thời gian", Takeshi Miyao, chuyên gia phân tích trong lĩnh vực ô tô tại công ty tư vấn Carnorama, nói.

Dẫu vậy, không hề thiếu sự cố gắng. Toyota và Hyundai đã giới thiệu các mô hình thương mại của những tấm pin mặt trời đặt trên mui ô tô, nhưng chúng quá yếu và hầu như không thể vận hành được hệ thống âm thanh.

Một chiếc Prius hybrid được bán với giá hơn 3 triệu yên hiện cung cấp các tấm pin mặt trời như một tùy chọn, nhưng chúng chỉ sạc khi đỗ. Nguồn pin tối đa cho chiếc này chỉ kéo dài được khoảng 6 km (khoảng 4 dặm), Mitsuhiro Yamazaki, Giám đốc phục trách các bộ phận hệ thống năng lượng mặt trời của NEDO, cho biết.

Toyota đã thử nghiệm một chiếc Prius mới chạy bằng năng lượng mặt trời kể từ tháng 7, dù họ thừa nhận rằng những chiếc xe chạy liên tục mà không cần sạc là vẫn còn rất xa. Mặc dù vậy, họ cho rằng nghiên cứu này sẽ được đền đáp theo những cách khác.

Thật vậy, đã có một số bước đột phá, chủ yếu là nhờ những tiến bộ của Sharp. Tấm pin năng lượng mặt trời mẫu của họ hiện chuyển đổi được ánh sáng mặt trời ở mức hiệu suất trên 34%, cao hơn nhiều so với mức khoảng 20% ​​của các tấm pin hiện có mặt trên thị trường.

Do pin mặt trời đang được Toyota, Sharp và NEDO sử dụng chỉ dày khoảng 0,03 mm, nên nó có thể được đặt trên nhiều bề mặt hơn, như các phần cong của mui và capô ô tô. Hệ thống điện này có thể sạc cho xe ngay cả khi nó đang di chuyển.

"Nếu chiếc xe được lái bốn ngày/tuần và tối đa 50 km/ngày thì không cần phải cắm vào ổ sạc", Yamazaki nói.

Cú đặt cược của Toyota vào năng lượng mặt trời là một trong nhiều sự đặt cược mà nhà sản xuất ô tô số 1 Nhật Bản đang dành cho tương lai của ngành vận tải. Với việc Volkswagen AG và những người khổng lồ trong ngành ô tô khác phải đối mặt với tương lai không chắc chắn khi các công nghệ và mô hình kinh doanh mới ảnh hưởng đến ngành công nghiệp toàn cầu trị giá 2,23 nghìn tỷ USD, khiến họ phải đầu tư hàng tỷ USD vào ô tô chạy bằng điện và pin nhiên liệu hydro để tiếp tục phát triển.

Trung Quốc cũng đã có những nỗ lực để khai thác mặt trời cho các mục đích vận chuyển. Họ đã thử nghiệm một "đường cao tốc thông minh" có chôn các tấm pin mặt trời, cảm biến và bộ sạc pin điện bên dưới lớp bê tông trong suốt, với các tấm pin quang điện tạo ra đủ điện để cung cấp cho những bóng đèn trên đường cao tốc và 800 ngôi nhà.

Còn Hanergy Holding Group thì cho ra mắt bốn chiếc xe chạy bằng các tấm pin mặt trời vào năm 2016 như một cách để mở rộng việc sử dụng công nghệ quang điện. Những chiếc xe này có thể được sạc vào ban ngày trong khi lái, nhưng cũng có chứa pin lithium để sạc.

NEDO bắt đầu dự án hiện tại vào năm 2016 với mục tiêu đạt được sản lượng 1 kilowatt trong xe bằng cách sử dụng mô-đun pin mặt trời với hiệu suất chuyển đổi hơn 30%. Sharp, một trong những nhà sản xuất tấm pin mặt trời lớn nhất Nhật Bản, đang phát triển các công nghệ pin mặt trời với sự tài trợ của NEDO, trong khi Toyota chịu trách nhiệm chế tạo hệ thống chuyển đổi năng lượng thành năng lượng lái xe.

Dù thị trường tiềm năng lớn nhất của ô tô sẽ là những vùng đất đầy nắng, như California hay miền tây Trung Quốc, nhưng NEDO sẽ đánh giá liệu nó có phù hợp với các thành phố như Tokyo không, một đánh giá quan trọng để quyết định có nên sản xuất hàng loạt ô tô hay không, Makino nói. Thử nghiệm hiện tại dự kiến ​​sẽ diễn ra đến hết tháng Ba năm sau.

Nếu mẫu ô tô Prius chạy bằng năng lượng mặt trời có thể được sản xuất, nó có thể cạnh tranh với các nhà sản xuất đã có tên tuổi như Huyndai và hai công ty khởi nghiệp Karma Automotive và Lightyear. Lightyear One là một xe điện hạng sang có giá 170.000 USD, mà theo các nhà phát triển của nó, có thể chạy gần 500 dặm sau mỗi lần sạc.

Startup này được một nhóm sinh viên kỹ thuật Hà Lan thành lập vào năm 2016. Họ sử dụng những tấm pin mặt trời có diện tích 54 feet vuông đặt trên mui và capô, giúp ô tô chạy thêm được 7 dặm mỗi giờ. Việc sản xuất sẽ được bắt đầu vào năm 2021 và hơn 100 chiếc xe đã được đặt hàng trước, công ty cho biết.

Pin mặt trời của Sharp thường được sử dụng cho các ngôi nhà và vệ tinh. Hiroyuki Juso, một giám đốc cấp cao của dự án pin năng lượng mặt trời của Sharp, cho biết, chiếc xe sản xuất thử của Toyota được bao phủ bởi khoảng 1.100 cell (tế bào quang điện), mỗi cell có kích thước chỉ bằng tấm danh thiếp. Chi phí của các cell làm cho việc sản xuất hàng loạt bây giờ là không thể, ông nói.

"Có tiềm năng trong công nghệ này", ông Miyao nói.